章末综合检测(六)
1．对下列有关育种方法原理的解释，正确的是( )
A．培育无子西瓜利用了单倍体育种的原理
B．杂交育种利用了染色体数目变异的原理
C．培育青霉素高产菌株过程中利用了基因突变的原理
D．四倍体番茄的培育利用了基因重组的原理
解析：选C。三倍体无子西瓜的育种原理为染色体数目变异，杂交育种的原理为基因重组，青霉素高产菌株的培育利用了基因突变的原理，四倍体番茄的培育过程利用了染色体变异的原理。
2．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是( )
A．根据杂种优势原理，从子一代中即可选出
B．从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子
C．既可从子二代中选出，也可从子三代中选出
D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
解析：选C。杂交育种的一般过程：首先亲本杂交产生F1，F1自交产生F2，如果选择的新品种是双隐性性状，则从F2中就可选出；如果需要选择含有显性性状的品种，则需要进一步自交后，从F3或其多次自交后代中选出。所以，杂交育种选育的新品种既可从F2中选出，也可从F3中选出。
3．(2015·呼市二中高一检测)获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦的方法分别是( )
①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种
④多倍体育种
A．①②④ B．④①②
C．②①③ D．①④③
解析：选B。无子西瓜的获得是利用了秋水仙素处理使染色体数目加倍的原理，所以是利用了多倍体育种的方法。青霉素高产菌株的获得是利用了基因突变的原理，属于诱变育种。矮秆抗病小麦的获得是把不同优良性状的基因集中到同一个体上，可以用杂交育种也可用单倍体育种。
4．下列关于育种的叙述中，正确的是( )
A．人工诱变处理可提高作物的突变率
B．诱变育种和杂交育种可形成新的基因
C．诱变获得的突变体多数表现出优良性状
D．和诱变育种相比，杂交育种可以大幅度地改良某些性状
解析：选A。诱变育种能大幅度改良某些性状，能通过基因突变产生新的基因，而且产生的有利个体一般不多；杂交育种能产生新的基因组合(基因型)，但不能产生新的基因。
5．育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是诱变育种( )
A．提高了后代的出苗率
B．提高了后代的遗传稳定性
C．产生的突变大多是有利的
D．能提高突变率以供育种选择
解析：选D。诱变育种是在人为条件下，使控制生物性状的基因发生改变，然后从突变中选择人们所需的优良品种。基因突变具有低频性和不定向性等特点，因此，需要通过人工方法来提高突变频率产生更多的变异，以从中获取有利性状；出苗率的大小是由种子胚的活性决定的；后代遗传稳定性是由DNA稳定性等决定的。
6．俄罗斯索契冬奥会中，严格查处了包括基因兴奋剂在内的各类兴奋剂。基因兴奋剂是注入运动员体内新的基因，以提高运动员的成绩。从变异角度分析此方式属于( )
A．基因突变 B．基因重组
C．易位 D．染色体变异
解析：选B。基因兴奋剂是给运动员注入新基因以改变基因的方式提高运动员的成绩，属于导入外源基因，是一种基因重组，而非其他变异。
7．(2015·佛山高一检测)下列属于基因工程工具酶的是( )
①限制酶 ②DNA水解酶 ③DNA聚合酶 ④DNA连接酶 ⑤RNA聚合酶 ⑥解旋酶
A．①④ B．①②③
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥
解析：选A。基因工程的过程中，需用限制酶切割目的基因所在DNA分子和运载体，形成相同黏性末端，并用DNA连接酶将目的基因与运载体结合形成重组DNA分子。
8．下列有关基因工程的叙述，正确的是( )
A．限制酶只有在获取目的基因时才用到
B．重组质粒的形成是在细胞内完成的
C．质粒都可以作为运载体
D．利用基因工程的方法，可培育出具有各种抗逆性的作物新品种
解析：选D。在目的基因与运载体重组时，限制酶还用于切割运载体。重组质粒的形成是在细胞外完成的。只有符合运载体条件的质粒才能作为运载体。人们利用基因工程的方法，已获得了高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。
9．(2015·广州高一检测)下列关于基因工程的叙述，正确的是( )
A．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理质粒的DNA
B．DNA连接酶和运载体是构建重组质粒必需的工具酶
C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．质粒是广泛存在于细菌细胞质中的一种颗粒状的细胞器
解析：选C。为了使目的基因与运载体能完美的结合，一般用同一种限制性核酸内切酶切出相同的黏性末端；运载体是基因工程的工具之一，但不属于酶；质粒上要求具有一些抗生素抗性基因等标记基因，可通过大肠杆菌能否在含某种抗生素的培养基中生存来判断大肠杆菌中是否导入了重组质粒；质粒是细菌细胞中的小型环状DNA分子，不属于细胞器。
10．下列有关育种的说法中，正确的是( )
A．通过杂交育种可获得农作物新品种
B．诱变育种只适用于对微生物菌株的选育
C．抗虫棉是用多倍体育种方式获得的
D．基因工程育种无法获得抗逆性强的新品种
解析：选A。通过杂交育种实现基因重组，可以获得农作物新品种；诱变育种的原理是基因突变，对于原核生物和真核生物都适用；抗虫棉是用基因工程育种获得的；通过改造基因可以获得抗逆性强的新品种。
11．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：高秆抗锈病小麦×矮秆易染锈病小麦F1雄配子幼苗选出符合要求的品种。下列有关此种育种方法的叙述，正确的是( )
A．过程①的作用原理为染色体变异
B．过程③必须经过受精作用
C．过程④必须使用生长素处理幼苗
D．此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4
解析：选D。过程①表示杂交，其原理为基因重组，A项错误。过程③常用的方法为花药离体培养，B项错误。过程④常用秋水仙素处理幼苗，C项错误。
12．下图中甲、乙表示水稻的两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程。下列叙述不正确的是( )
A．①和②过程简便，但育种年限长
B．②和⑥的变异都发生于有丝分裂间期
C．③过程常用的方法是花药离体培养
D．⑤和⑦过程的育种原理不相同
解析：选B。①和②过程为杂交育种，操作简便，但育种年限比较长。②过程发生了基因重组，基因重组发生在减数第一次分裂后期；⑥过程需要用秋水仙素处理幼苗，秋水仙素作用于细胞分裂前期。③过程为花药离体培养。⑤过程的原理为基因突变，⑦过程的原理为基因重组。
13．利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题：
(1)水稻的穗大(A)对穗小(a)为显性。基因型为Aa的水稻自交，子一代中，基因型为________的个体表现出穗小，应淘汰；基因型为________的个体表现出穗大，需进一步自交和选育。按照这种自交→淘汰→选育的育种方法，理论上第n代种子中杂合子的比例是________________。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)为显性，请回答利用现有纯合子水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题：
①培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是________和________。两亲本杂交的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②将F1所结种子种下去，长出的水稻中表现为大穗早熟的概率是________，在这些大穗早熟植株中约有________是符合育种要求的。
解析：按照自交→淘汰→选育的育种方法，杂合子自交产生的第一代至第四代中杂合子的比例依次是2/3、2/5、2/9、2/17，归纳可知第n代种子中杂合子的比例是2/(2n＋1)。要想得到基因型为AAbb的纯种个体，选择的亲本基因型是AABB、aabb，通过杂交可将基因A与b集中到同一个体上。F1自交，产生基因型为A_bb的种子占F2的3/16，其中基因型为AAbb的个体符合要求，占基因型为A_bb的个体的比例为1/3。
答案：(1)aa AA或Aa 2/(2n＋1) (2)①AABB aabb 将基因A和b集中到同一个体上 ②3/16 1/3
14．下图1为四种不同的育种方法，图2为亲本基因型的四种类型，请回答下列问题：
图1
图2
(1)两亲本相互杂交，后代表现型为3∶1的杂交组合是图2中的________。
(2)选乙、丁为亲本，经A、B、C途径可培育出________种纯合植物。该育种方法突出的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图中通过E方法育种所运用的原理是________________________________________________________________________。
(4)下列植物中，是通过图中F方法培育而成的是________。
A．太空椒 B．无子番茄
C．白菜—甘蓝 D．四倍体葡萄
(5)三倍体无子西瓜的培育原理是________________，无子性状能否遗传？____________。
(6)与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的优点分别是________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
解析：(1)注意题干要求的是“后代表现型为3∶1”。(2)题所述为单倍体育种。(3)题干中关键词是“具有新基因”。(4)F方法不能培育白菜—甘蓝，因为没有经过杂交。
答案：(1)甲×乙 (2)4 明显缩短育种年限 (3)基因突变 (4)D (5)染色体变异 能 (6)克服远缘杂交不亲和的障碍 定向改造生物的性状
15．酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可用于生产食品和药品等。科学家将大麦细胞中的LTP 1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP 1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下：
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传的变异的来源中属于____________。
(2)本操作中为了将LTP 1基因导入酵母菌细胞内，所用的运载体是____________。
(3)要使运载体与LTP 1基因连接，首先应使用____________进行切割。
(4)切割完成后，利用______________将运载体与LTP1基因连接。
(5)饮用转基因的酵母菌酿造的啤酒安全吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)基因工程能克服远缘杂交不亲和的障碍，使原本不在一起的基因组合到一起，使生物具有特定性状，其原理为基因重组。(2)运载体是取自大肠杆菌的质粒(见图)。(3)基因工程中的“剪刀”为限制酶。(4)两个序列相同、能互补配对的黏性末端可用DNA连接酶“缝合”。(5)可以从正、反两个角度考虑，转基因食品可能影响人体消化系统和免疫系统，也可能不影响人体健康，这就需要充足的证据才能说明问题。(合理即可)
答案：(1)基因重组 (2)质粒
(3)限制酶 (4)DNA连接酶
(5)反对观点：不安全，转基因食品可能会损伤人体的消化系统，破坏人体免疫系统
赞成观点：安全，转基因食品与非转基因食品成分相同，毒性分析不对人体健康产生影响，目前还未找到不安全的证据(回答上述两种观点之一即可)
课件28张PPT。第六章 从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种与诱变育种第六章 从杂交育种到基因工程第六章 从杂交育种到基因工程一、杂交育种(阅读教材P98～P99)
1．杂交育种之前的育种
(1)方法：生产实践中，挑选_________的个体进行传种。
(2)原理：利用_____________。
(3)缺点：__________，可选择的范围有限。
2．杂交育种
(1)概念：将两个或多个品种的____________通过交配集中在一起，再经过_____________，获得新品种的方法。
(2)原理：_____________。品质好生物的变异周期长优良性状选择和培育基因重组高产、抗病不发生性状分离(4)优点：操作简便。二、诱变育种(阅读教材P100)
1．概念:利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)
或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处 理生物，使 生物发生_____________。
2．优点：可提高_____________，在较短时间内获得更多的优良变异类型。基因突变突变率农作物青霉素高产菌株1．连线2．判断
(1)用化学因素诱变处理可提高突变率。( )
(2)杂交育种能够产生新的基因。( )
分析：杂交育种的原理是基因重组，不能够产生新的基因，诱变育种才能产生新的基因。
(3)物理、化学等诱变因素可以使基因发生定向的变异。
( )
分析：基因突变具有不定向性。
(4)青霉素高产菌株是通过杂交育种获得的。( )
分析：青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的。
(5)杂交育种一定要从F2开始筛选。( )
分析：不一定。如培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1
即可。√××××主题一 杂交育种的应用及与单倍体育种的区别和联系
?
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结合下面育种图解，探究以下问题：1．图中_____________________为单倍体育种的过程，其中_____________分别为配子和单倍体植株，___________分别为花药离体培养和秋水仙素处理。
2．杂交育种时
(1)培养双杂合子：利用_____________ (图中②)的杂种优势如玉米等，但种子只能种一年。
(2)培养隐性纯合子：_____________ (图中③)性状符合要求的个体即可推广。
(3)培养具有显性性状的纯合子：要多次_____________选出稳定遗传的个体(图中④)。①→②→⑤→⑥→⑦⑤⑥Ⅱ、Ⅲ子一代子二代自交小组讨论
(1)杂交育种的方法比单倍体育种方法所用的时间一定长吗？举例说明。
提示：不一定。当利用AAbb×aaBB培育aabb个体时，两者所需时间是一样的。
(2)花药离体培养与单倍体育种是一回事吗？为什么？
提示：不是。单倍体育种包括两个阶段：花药离体培养成单倍体植株、用秋水仙素处理单倍体幼苗形成纯合子，故花药离体培养只是单倍体育种的一部分。动、植物杂交育种的区别
(1)方法：植物杂交育种中纯合子的获得一般不用 测交，常通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子 的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法进行确认后而获得。
(2)实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植 物或动 物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：1．已知小麦的高秆对矮秆为显性、抗病对不抗病为显性，
分别由D/d和T/t控制，这两对等位基因符合基因的自由组合
定律。现利用下图两种育种方法来获得抗倒伏抗病(矮秆抗
病)的植株。下列叙述错误的是( )CA．图中②③④表示的基因组成分别为Dt、DDTT、ddTT
B．图中F2中从上到下含所列基因型的个体所占比例为3∶9∶3∶1
C．图中F3内矮秆抗病的植株中，纯合子占2/5
D．图中⑥代表的含义是连续多代自交解析：图中①②分别代表的是dT、Dt，而③④⑤代表的是经
过秋水仙素处理而得到的纯合子，即DDTT、ddTT、ddtt；
杂交育种F1自交后代的性状分离比为高秆抗病∶高秆不抗
病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病＝9∶3∶3∶1；F2矮秆抗病植株
中ddTT占1/3，ddTt占2/3，所以自交后代中矮秆抗病的植株
为1/3＋2/3×3/4＝5/6，其中纯合子为1/3＋2/3×1/4＝1/2，
所占比例为3/5；图中⑥代表的含义是连续多代自交，目的
是提高纯合子的比例，选出所需的纯种植株。2．家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。这两对基因分别位于一对同源 染色体上。下列关于利用黑 色短毛纯种兔和白色长毛纯种 兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错 误的是( )
A．黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1
B．选取健壮的F1个体自交，得F2
C．从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交
D．根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔
解析:家兔属于雌雄异体生物,不能进行自交。因此B项错误。B主题二 诱变育种与杂交育种的区别
1．结合下面育种过程分析以下问题：该过程发生了______突变。在二倍体生物中通常第_______代就表现出来，但并不都是纯合子。特别是在异花受粉的植物中，还必须经过_______次自交到第________代，才能得到稳定遗传的纯合突变类型。显性一两三隐性自交二杂交育种与诱变育种的比较基因重组基因突变有性生殖的生物所有生物选择具有不同优良性状的亲本通过杂交获得F1,F1连续自交或杂交,从中筛选获得需要的类型利用射线或化学物质等理化因素诱导正在分裂的细胞发生基因突变，并选取需要的类型不能产生新基因，原有基因性状的重新组合；育种进程缓慢提高突变率，加快育种进程;产生新基因、新性状，大幅改良生物性状；盲目性大，有利变异少3．下列关于诱变育种的说法中，不正确的是( )
A．能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型
B．一次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型
C．青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变
D．诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能
解析：诱变育种依据的原理是基因突变，能创造新的基因，因此能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型，但是基因突变具有不定向性，一次诱变处理供实验的生物不一定能获得所需的变异类型。B4．如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作
进一步处理。对此分析错误的是( )A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd
D．③→④的过程中，所产生的变异都有利于生产D解析：③→④多次射线处理萌发的种子应为诱变育种，由于突变是不定向的，所以产生的性状有可能是有利的，也有可能是有害的；⑤→⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段，遵循的原理为基因重组；由③→⑨是花药离体培养，所得到的幼苗是单倍体，可以为aBd等四种基因型；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，进而使染色体数目加倍。方法技巧
育种方法的选择[核心知识小结]
[网络构建]操作简便基因突变突变率[关键语句]
1．杂交育种的原理是基因重组。
2．杂交育种一般从F2开始筛选，因为从F2开始才出现性状
分离。
3．杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起。
4．诱变育种的原理是基因突变。
5．人工诱变只是提高了突变率，但不能确定突变方向。
6．青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
第1节 杂交育种与诱变育种
[学习导航]
1．掌握杂交育种和诱变育种的原理和操作过程。 2.比较各种育种方法的优缺点。
一、杂交育种(阅读教材P98～P99)
1．杂交育种之前的育种
(1)方法：生产实践中，挑选品质好的个体进行传种。
(2)原理：利用生物的变异。
(3)缺点：周期长，可选择的范围有限。
2．杂交育种
(1)概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
(2)原理：基因重组。
(4)优点：操作简便。
二、诱变育种(阅读教材P100)
1．概念：利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。
2．优点：可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
3．应用
1．连线
2．判断
(1)用化学因素诱变处理可提高突变率。(√)
(2)杂交育种能够产生新的基因。(×)
分析：杂交育种的原理是基因重组，不能够产生新的基因，诱变育种才能产生新的基因。
(3)物理、化学等诱变因素可以使基因发生定向的变异。(×)
分析：基因突变具有不定向性。
(4)青霉素高产菌株是通过杂交育种获得的。(×)
分析：青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的。
(5)杂交育种一定要从F2开始筛选。(×)
分析：不一定。如培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。
主题一 杂交育种的应用及与单倍体育种的区别和联系
结合下面育种图解，探究以下问题：
1．图中①→②→⑤→⑥→⑦为单倍体育种的过程，其中⑤⑥分别为配子和单倍体植株，Ⅱ、Ⅲ分别为花药离体培养和秋水仙素处理。
2．杂交育种时
(1)培养双杂合子：利用子一代(图中②)的杂种优势如玉米等，但种子只能种一年。
(2)培养隐性纯合子：子二代(图中③)性状符合要求的个体即可推广。
(3)培养具有显性性状的纯合子：要多次自交选出稳定遗传的个体(图中④)。
小组讨论
?1?杂交育种的方法比单倍体育种方法所用的时间一定长吗？举例说明。
提示：不一定。当利用AAbb×aaBB培育aabb个体时，两者所需时间是一样的。
?2?花药离体培养与单倍体育种是一回事吗？为什么？
提示：不是。单倍体育种包括两个阶段：花药离体培养成单倍体植株、用秋水仙素处理单倍体幼苗形成纯合子，故花药离体培养只是单倍体育种的一部分。
动、植物杂交育种的区别
(1)方法：植物杂交育种中纯合子的获得一般不用测交，常通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法进行确认后而获得。
(2)实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：
1．已知小麦的高秆对矮秆为显性、抗病对不抗病为显性，分别由D/d和T/t控制，这两对等位基因符合基因的自由组合定律。现利用下图两种育种方法来获得抗倒伏抗病(矮秆抗病)的植株。下列叙述错误的是( )
A．图中②③④表示的基因组成分别为Dt、DDTT、ddTT
B．图中F2中从上到下含所列基因型的个体所占比例为3∶9∶3∶1
C．图中F3内矮秆抗病的植株中，纯合子占2/5
D．图中⑥代表的含义是连续多代自交
解析：选C。图中①②分别代表的是dT、Dt，而③④⑤代表的是经过秋水仙素处理而得到的纯合子，即DDTT、ddTT、ddtt；杂交育种F1自交后代的性状分离比为高秆抗病∶高秆不抗病∶矮秆抗病∶矮秆不抗病＝9∶3∶3∶1；F2矮秆抗病植株中ddTT占1/3，ddTt占2/3，所以自交后代中矮秆抗病的植株为1/3＋2/3×3/4＝5/6，其中纯合子为1/3＋2/3×1/4＝1/2，所占比例为3/5；图中⑥代表的含义是连续多代自交，目的是提高纯合子的比例，选出所需的纯种植株。
2．家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。这两对基因分别位于一对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错误的是( )
A．黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1
B．选取健壮的F1个体自交，得F2
C．从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交
D．根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔
解析：选B。家兔属于雌雄异体生物，不能进行自交。因此B项错误。
主题二 诱变育种与杂交育种的区别
1．结合下面育种过程分析以下问题：
该过程发生了显性突变。在二倍体生物中通常第一代就表现出来，但并不都是纯合子。特别是在异花受粉的植物中，还必须经过两次自交到第三代，才能得到稳定遗传的纯合突变类型。
2．结合下面过程分析以下问题：
AAAa(不表现新性状)aa
该过程发生了隐性突变，在自花传粉植物中只需要通过自交繁殖，到第二代便会有纯合的隐性突变体分离出来，虽然数目较少，但是一旦出现便可选择应用。
杂交育种与诱变育种的比较
杂交育种
诱变育种
原理
基因重组
基因突变
适用
范围
有性生殖的生物
所有生物
过程
选择具有不同优良性状的亲本通过杂交获得F1，F1连续自交或杂交，从中筛选获得需要的类型
利用射线或化学物质等理化因素诱导正在分裂的细胞发生基因突变，并选取需要的类型
特点
不能产生新基因，原有基因性状的重新组合；育种进程缓慢
提高突变率，加快育种进程；产生新基因、新性状，大幅改良生物性状；盲目性大，有利变异少
3．下列关于诱变育种的说法中，不正确的是( )
A．能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型
B．一次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型
C．青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变
D．诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能
解析：选B。诱变育种依据的原理是基因突变，能创造新的基因，因此能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型，但是基因突变具有不定向性，一次诱变处理供实验的生物不一定能获得所需的变异类型。
4．如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。对此分析错误的是( )
A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd
D．③→④的过程中，所产生的变异都有利于生产
解析：选D。③→④多次射线处理萌发的种子应为诱变育种，由于突变是不定向的，所以产生的性状有可能是有利的，也有可能是有害的；⑤→⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段，遵循的原理为基因重组；由③→⑨是花药离体培养，所得到的幼苗是单倍体，可以为aBd等四种基因型；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，进而使染色体数目加倍。
方法技巧
育种方法的选择
————————————[核心知识小结]————————————
[网络构建]
[关键语句]
1．杂交育种的原理是基因重组。
2．杂交育种一般从F2开始筛选，因为从F2开始才出现性状分离。
3．杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起。
4．诱变育种的原理是基因突变。
5．人工诱变只是提高了突变率，但不能确定突变方向。
6．青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。
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杂交育种
[随堂检测]
知识点一 杂交育种
1．甲地区的油菜，籽大抗性差；乙地区的油菜，籽小抗性强。要提高两地的油菜品种质量，通常采用的繁殖技术是( )
A．杂交育种 B．诱变育种
C．多倍体育种 D．单倍体育种
解析：选A。由于甲、乙两地的油菜分别具有不同的优良性状，所以要通过杂交育种将位于不同亲本上的优良性状集中到同一个体上。
2．用杂合子F1(DdEe)种子获得纯合子(ddee)，最简捷的方法是( )
A．种植→F2→选双隐性性状个体→纯合子
B．种植→秋水仙素处理→纯合子
C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子
解析：选A。用秋水仙素处理或花药离体培养等操作较复杂，而杂交育种虽育种进程长，但操作最简捷。
3．现有A、B、C三个番茄品种，A品种的基因型为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为AABBdd，三对基因分别位于三对同源染色体上。若要利用上述品种培育获得aabbdd植株至少需要几年( )
A．2年 B．3年
C．4年 D．5年
解析：选B。过程为：
知识点二 诱变育种
4．有一种塑料在某种细菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的“白色污染”。培育专门吃这种塑料的细菌的方法是( )
A．杂交育种 B．单倍体育种
C．诱变育种 D．多倍体育种
解析：选C。对于细菌来说，一般通过诱变育种或基因工程育种的方法来培育。
5．(2015·惠州高一检测)航天技术的发展为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育种的说法不正确的是( )
A．航天育种可缩短育种周期
B．种子在宇宙辐射、微重力及弱的磁场等因素的诱导下发生基因突变
C．航天育种技术是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一
D．“太空种子”绝大多数会发生突变
解析：选D。航天育种实际上是一种人工诱变育种，其诱变因素是微重力、高强度的宇宙射线等，其显著优点是可提高突变率，从而缩短育种周期。由于基因突变的不定向性、多害少利性和低频性，能培育出高产、优质新品种的“太空种子”仅仅是少数，多数变异是不利的，绝大多数种子是不发生突变的。
6．(2015·高考浙江卷)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有 D 和 E 表现为矮茎，只含有 D 或 E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有________________________________________________________________________
和有害性这三个特点。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为________________________________________________________________________。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
解析：(1)杂合子连续自交，后代纯合子比例逐渐增加，杂合子比例逐渐减小。因此，自然状态下闭花授粉(连续自交)的植物一般都是纯合子。
(2)基因突变有多方向性、稀有性和有害性等特点，这决定了诱变育种需处理大量的材料。
(3)杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化手段培育新品种，控制性状的基因数越多，通过自交进行纯合化的时间会越长。根据题干信息可知，两个亲本感病矮茎和抗病高茎的基因型分别为rrDDEE和 RRddee, 若只考虑茎的高度，杂交得到的F1的基因型为DdEe，则F1自交后代F2有3种表现型：矮茎、中茎、高茎，其比例为9(D_E_)∶6(3D_ee、3ddE_)∶1(1ddee)。
(4)单倍体育种的过程包括花药离体培养和染色体加倍两个过程，其中涉及基因重组、染色体畸变等原理。单倍体育种的遗传图解见答案。
答案：(1)纯 (2)多方向性、稀有性 (3)选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9 (4)基因重组和染色体畸变
[课时作业]
1．以下培育原理相同的一组是( )
A．太空椒和中国荷斯坦牛
B．矮秆抗锈病杂交小麦和无子西瓜
C．高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株
D．无子西瓜和八倍体小黑麦
解析：选D。太空椒、青霉素高产菌株属于人工诱变育种，原理是基因突变；矮秆抗锈病杂交小麦、高产优质杂交水稻、中国荷斯坦牛都是利用了杂交育种方法，原理是基因重组；八倍体小黑麦和无子西瓜的原理都是染色体变异，属于多倍体育种。
2．要将基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型的个体：①AaBb，②AAaaBBBB，③aB。则对应的育种方法依次是( )
A．诱变育种、多倍体育种、花药离体培养
B．杂交育种、花药离体培养、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种
D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种
解析：选A。基因型为AaBB的植物要培育出AaBb的个体，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AAaaBBBB的个体，可通过多倍体育种；要获得aB的个体，可利用花药离体培养。
3．杂交玉米的种植面积越来越大，农民需要每年购买玉米杂交种子，不能自留种子来年再种的原因是( )
A．自留种子的发芽率低
B．杂交种都具有杂种优势
C．自留种子容易患病虫害
D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离
解析：选D。玉米杂交种为杂合子，杂合子自交后代会发生性状分离，如果留种会造成减产。
4．杂交育种需要选育能够稳定遗传的个体，淘汰不需要的个体。如果从一杂合的亲本中选育某一显性性状(该性状是单基因控制的)，每次自交后都淘汰掉隐性个体，则需经多少代连续自交能使稳定遗传的个体占显性个体的比例超过95%( )
A．5 B．6
C．7 D．8
解析：选D。该选育过程只需要显性个体，隐性个体被淘汰。两杂合个体自交，在F1的显性个体中纯合子占1/3，杂合子占2/3；它们各自自交，在F2的显性个体中，纯合子占5/9，杂合子占4/9，以此类推，在Fn的显性个体中，纯合子占1－(2/3)n，当n＝8时，纯合子占1－256/6 561，大于95%。
5．不能用于诱变处理的是( )
①射线 ②激光 ③亚硝酸 ④紫外线 ⑤微重力 ⑥去雄、套袋、授粉 ⑦硫酸二乙酯
A．①②④ B．③⑦
C．⑥ D．⑤⑦
解析：选C。去雄、套袋、授粉是植物杂交使用的方法，不能用于诱变处理。
6．在飞船搭载的下列生物材料中，一般不能用于育种研究的是( )
A．小鼠 B．棉花试管苗
C．萌发的水稻种子 D．牛精液
解析：选D。太空育种原理是基因突变，牛精液中的精子不再分裂，不可能再发生基因突变。
7．诱变育种可以改良某种性状，这是因为( )
①后代性状较快稳定
②提高突变率，增加变异类型
③控制某些性状的基因突变成其等位基因
④有利突变体数目多
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：选B。诱变育种的原理是基因突变，经人工诱变后会提高突变率，增加变异类型；基因突变后会产生原基因的等位基因。
8．杂交育种和诱变育种的实质是利用( )
A．基因突变
B．基因重组和基因突变
C．染色体变异
D．基因突变和染色体变异
解析：选B。杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基因突变。单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体(数目)变异。
9．(2015·厦门高一检测)如图中的①②③④分别表示不同的育种方式，下列相关叙述不正确的是( )
A．方式①应用的原理包括细胞全能性
B．方式②只适用于进行有性生殖的生物
C．方式③试剂处理的对象只能是萌发的种子
D．方式④可以诱发基因突变产生新基因
解析：选C。方式①中对花药进行离体培养形成单倍体的过程中用到了细胞的全能性；方式②是杂交育种，它适用于进行有性生殖的生物；方式③为多倍体育种，处理的对象为萌发的种子或幼苗；方式④为诱变育种，能产生新基因。
10．农科所通过下图所示育种过程培育出了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是( )
A．该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变
B．要获得yyRR，b过程需要进行不断的自交来提高纯合率
C．a、c过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子
D．a过程能提高突变率，明显缩短育种年限
解析：选B。从图中可以看出，a为单倍体育种，b为杂交育种，c为多倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异；YyRr通过连续自交可以提高yyRR等的纯合率；a过程中秋水仙素只作用于幼苗，c过程可作用于萌发的种子或幼苗；a过程能够缩短育种年限，但不能提高突变率。
11．在水稻中，有芒(A)对无芒(a)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，用有芒抗病(AARR)和无芒不抗病(aarr)的两种水稻作亲本，培育无芒抗病的良种水稻供农民使用。
(1)用杂交育种方法培育这一良种供农民使用至少需要4年时间，根据每年的育种方法和目的完成下表，要求填写①②③④⑤的内容。
时间
方法
目的
第1年
①
获得F1种子
第2年
②
③
第3年
④
⑤
第4年
自交
扩大繁殖目标种子
(2)第1年对作为母本的水稻应该做________处理，这项工序应该在开花________(“前”或“后”)进行。
解析：(1)根据题意可知，第1年，将有芒抗病(AARR)和无芒不抗病(aarr)的两种水稻作亲本进行杂交，获得F1(AaRr)种子；第2年，将F1自交得到F2种子；第3年，从F2中选出无芒抗病(aaRr或aaRR)，通过自交选出纯系植株(aaRR)。
(2)第1年，在开花前将母本水稻的雄蕊除去，这是为了避免自花传粉。
答案：(1)①杂交 ②自交 ③获得F2种子 ④自交 ⑤选出纯系植株(aaRR) (2)人工去雄 前
12．1943年，青霉素产量只有20单位/mL，产量很低，不能满足需求。后来科学家用X射线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量存活下来。在存活下来的青霉菌中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百甚至上千倍(最高达到20 000单位/mL)，从而选育出了青霉素高产菌株。
根据以上材料回答下列问题：
(1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生________________。
(2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是________________的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明________________________________________________________________________。
(4)上述育种方式叫________育种，所获得的青霉素高产菌株的青霉素产量提高了几百甚至上千倍，这说明这种育种方式的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)(3)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有不定向性，产生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。(2)基因突变的本质是基因上碱基对的增添、缺失和替换。所以属于DNA分子水平。(4)利用诱变剂提高变异频率的育种方式属于诱变育种，由于基因突变能够产生新基因、新性状，所以有可能大幅度改良某些性状。
答案：(1)基因突变 (2)DNA分子
(3)突变是不定向的
(4)诱变 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状
13．普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。某实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答：
(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。
(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是________________________________________________________________________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。
(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。
答案：(1)自交 2/3 (2)Ⅱ (3)C 基因突变频率低且不定向 (4)用秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍 100% (5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是由环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起；否则，矮秆性状是基因突变的结果。
14．某育种学家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦(控制麦穗大与小的基因分别用D、d表示，控制不抗病与抗病的基因分别用T、t表示)自花传粉后获得160粒种子，这些种子发育成的小麦中有30株为大穗抗病，有x(x≠0)株为小穗抗病，其余都不抗病。分析回答下列问题：
(1)30株大穗抗病小麦的基因型为________________，其中从理论上推测能稳定遗传的约为________株。
(2)上述育种方法是________。利用该株大穗不抗病小麦选育能稳定遗传的大穗抗病小麦经常采用的育种方法是________，其具体步骤是：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)采用________________方法可以鉴定出抗病植株。
解析：(1)根据题意，大穗不抗病的植株自花传粉后得到的后代有大穗抗病、小穗抗病和不抗病等植株，可以推知其基因型为DdTt。其子代中的大穗抗病的基因型为DDtt或Ddtt。在D_tt中，能稳定遗传的个体占1/3，约有10株。(2)单倍体育种中，先要采集花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，然后用一定浓度的秋水仙素溶液处理幼苗使其染色体数目加倍，待加倍后的植株成熟后，选大穗抗病的个体即可。(3)要想鉴定抗病植株，可以采用病原体侵染的方法。
答案：(1)DDtt或Ddtt 10 (2)杂交育种 单倍体育种
①采集该株小麦的花药(或花粉)进行离体培养获得单倍体幼苗 ②用一定浓度的秋水仙素溶液处理幼苗使其染色体数目加倍 ③选出大穗抗病个体 (3)病原体侵染
[随堂检测]
知识点一 杂交育种
1．甲地区的油菜，籽大抗性差；乙地区的油菜，籽小抗性强。要提高两地的油菜品种质量，通常采用的繁殖技术是( )
A．杂交育种 B．诱变育种
C．多倍体育种 D．单倍体育种
解析：选A。由于甲、乙两地的油菜分别具有不同的优良性状，所以要通过杂交育种将位于不同亲本上的优良性状集中到同一个体上。
2．用杂合子F1(DdEe)种子获得纯合子(ddee)，最简捷的方法是( )
A．种植→F2→选双隐性性状个体→纯合子
B．种植→秋水仙素处理→纯合子
C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子
解析：选A。用秋水仙素处理或花药离体培养等操作较复杂，而杂交育种虽育种进程长，但操作最简捷。
3．现有A、B、C三个番茄品种，A品种的基因型为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为AABBdd，三对基因分别位于三对同源染色体上。若要利用上述品种培育获得aabbdd植株至少需要几年( )
A．2年 B．3年
C．4年 D．5年
解析：选B。过程为：
知识点二 诱变育种
4．有一种塑料在某种细菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的“白色污染”。培育专门吃这种塑料的细菌的方法是( )
A．杂交育种 B．单倍体育种
C．诱变育种 D．多倍体育种
解析：选C。对于细菌来说，一般通过诱变育种或基因工程育种的方法来培育。
5．(2015·惠州高一检测)航天技术的发展为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育种的说法不正确的是( )
A．航天育种可缩短育种周期
B．种子在宇宙辐射、微重力及弱的磁场等因素的诱导下发生基因突变
C．航天育种技术是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一
D．“太空种子”绝大多数会发生突变
解析：选D。航天育种实际上是一种人工诱变育种，其诱变因素是微重力、高强度的宇宙射线等，其显著优点是可提高突变率，从而缩短育种周期。由于基因突变的不定向性、多害少利性和低频性，能培育出高产、优质新品种的“太空种子”仅仅是少数，多数变异是不利的，绝大多数种子是不发生突变的。
6．(2015·高考浙江卷)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有 D 和 E 表现为矮茎，只含有 D 或 E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有________________________________________________________________________
和有害性这三个特点。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为________________________________________________________________________。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
解析：(1)杂合子连续自交，后代纯合子比例逐渐增加，杂合子比例逐渐减小。因此，自然状态下闭花授粉(连续自交)的植物一般都是纯合子。
(2)基因突变有多方向性、稀有性和有害性等特点，这决定了诱变育种需处理大量的材料。
(3)杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化手段培育新品种，控制性状的基因数越多，通过自交进行纯合化的时间会越长。根据题干信息可知，两个亲本感病矮茎和抗病高茎的基因型分别为rrDDEE和 RRddee, 若只考虑茎的高度，杂交得到的F1的基因型为DdEe，则F1自交后代F2有3种表现型：矮茎、中茎、高茎，其比例为9(D_E_)∶6(3D_ee、3ddE_)∶1(1ddee)。
(4)单倍体育种的过程包括花药离体培养和染色体加倍两个过程，其中涉及基因重组、染色体畸变等原理。单倍体育种的遗传图解见答案。
答案：(1)纯 (2)多方向性、稀有性 (3)选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9 (4)基因重组和染色体畸变
[课时作业]
1．以下培育原理相同的一组是( )
A．太空椒和中国荷斯坦牛
B．矮秆抗锈病杂交小麦和无子西瓜
C．高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株
D．无子西瓜和八倍体小黑麦
解析：选D。太空椒、青霉素高产菌株属于人工诱变育种，原理是基因突变；矮秆抗锈病杂交小麦、高产优质杂交水稻、中国荷斯坦牛都是利用了杂交育种方法，原理是基因重组；八倍体小黑麦和无子西瓜的原理都是染色体变异，属于多倍体育种。
2．要将基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型的个体：①AaBb，②AAaaBBBB，③aB。则对应的育种方法依次是( )
A．诱变育种、多倍体育种、花药离体培养
B．杂交育种、花药离体培养、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种
D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种
解析：选A。基因型为AaBB的植物要培育出AaBb的个体，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AAaaBBBB的个体，可通过多倍体育种；要获得aB的个体，可利用花药离体培养。
3．杂交玉米的种植面积越来越大，农民需要每年购买玉米杂交种子，不能自留种子来年再种的原因是( )
A．自留种子的发芽率低
B．杂交种都具有杂种优势
C．自留种子容易患病虫害
D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离
解析：选D。玉米杂交种为杂合子，杂合子自交后代会发生性状分离，如果留种会造成减产。
4．杂交育种需要选育能够稳定遗传的个体，淘汰不需要的个体。如果从一杂合的亲本中选育某一显性性状(该性状是单基因控制的)，每次自交后都淘汰掉隐性个体，则需经多少代连续自交能使稳定遗传的个体占显性个体的比例超过95%( )
A．5 B．6
C．7 D．8
解析：选D。该选育过程只需要显性个体，隐性个体被淘汰。两杂合个体自交，在F1的显性个体中纯合子占1/3，杂合子占2/3；它们各自自交，在F2的显性个体中，纯合子占5/9，杂合子占4/9，以此类推，在Fn的显性个体中，纯合子占1－(2/3)n，当n＝8时，纯合子占1－256/6 561，大于95%。
5．不能用于诱变处理的是( )
①射线 ②激光 ③亚硝酸 ④紫外线 ⑤微重力 ⑥去雄、套袋、授粉 ⑦硫酸二乙酯
A．①②④ B．③⑦
C．⑥ D．⑤⑦
解析：选C。去雄、套袋、授粉是植物杂交使用的方法，不能用于诱变处理。
6．在飞船搭载的下列生物材料中，一般不能用于育种研究的是( )
A．小鼠 B．棉花试管苗
C．萌发的水稻种子 D．牛精液
解析：选D。太空育种原理是基因突变，牛精液中的精子不再分裂，不可能再发生基因突变。
7．诱变育种可以改良某种性状，这是因为( )
①后代性状较快稳定
②提高突变率，增加变异类型
③控制某些性状的基因突变成其等位基因
④有利突变体数目多
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：选B。诱变育种的原理是基因突变，经人工诱变后会提高突变率，增加变异类型；基因突变后会产生原基因的等位基因。
8．杂交育种和诱变育种的实质是利用( )
A．基因突变
B．基因重组和基因突变
C．染色体变异
D．基因突变和染色体变异
解析：选B。杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基因突变。单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体(数目)变异。
9．(2015·厦门高一检测)如图中的①②③④分别表示不同的育种方式，下列相关叙述不正确的是( )
A．方式①应用的原理包括细胞全能性
B．方式②只适用于进行有性生殖的生物
C．方式③试剂处理的对象只能是萌发的种子
D．方式④可以诱发基因突变产生新基因
解析：选C。方式①中对花药进行离体培养形成单倍体的过程中用到了细胞的全能性；方式②是杂交育种，它适用于进行有性生殖的生物；方式③为多倍体育种，处理的对象为萌发的种子或幼苗；方式④为诱变育种，能产生新基因。
10．农科所通过下图所示育种过程培育出了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是( )
A．该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变
B．要获得yyRR，b过程需要进行不断的自交来提高纯合率
C．a、c过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子
D．a过程能提高突变率，明显缩短育种年限
解析：选B。从图中可以看出，a为单倍体育种，b为杂交育种，c为多倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异；YyRr通过连续自交可以提高yyRR等的纯合率；a过程中秋水仙素只作用于幼苗，c过程可作用于萌发的种子或幼苗；a过程能够缩短育种年限，但不能提高突变率。
11．在水稻中，有芒(A)对无芒(a)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，用有芒抗病(AARR)和无芒不抗病(aarr)的两种水稻作亲本，培育无芒抗病的良种水稻供农民使用。
(1)用杂交育种方法培育这一良种供农民使用至少需要4年时间，根据每年的育种方法和目的完成下表，要求填写①②③④⑤的内容。
时间
方法
目的
第1年
①
获得F1种子
第2年
②
③
第3年
④
⑤
第4年
自交
扩大繁殖目标种子
(2)第1年对作为母本的水稻应该做________处理，这项工序应该在开花________(“前”或“后”)进行。
解析：(1)根据题意可知，第1年，将有芒抗病(AARR)和无芒不抗病(aarr)的两种水稻作亲本进行杂交，获得F1(AaRr)种子；第2年，将F1自交得到F2种子；第3年，从F2中选出无芒抗病(aaRr或aaRR)，通过自交选出纯系植株(aaRR)。
(2)第1年，在开花前将母本水稻的雄蕊除去，这是为了避免自花传粉。
答案：(1)①杂交 ②自交 ③获得F2种子 ④自交 ⑤选出纯系植株(aaRR) (2)人工去雄 前
12．1943年，青霉素产量只有20单位/mL，产量很低，不能满足需求。后来科学家用X射线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量存活下来。在存活下来的青霉菌中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百甚至上千倍(最高达到20 000单位/mL)，从而选育出了青霉素高产菌株。
根据以上材料回答下列问题：
(1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生________________。
(2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是________________的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明________________________________________________________________________。
(4)上述育种方式叫________育种，所获得的青霉素高产菌株的青霉素产量提高了几百甚至上千倍，这说明这种育种方式的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)(3)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有不定向性，产生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。(2)基因突变的本质是基因上碱基对的增添、缺失和替换。所以属于DNA分子水平。(4)利用诱变剂提高变异频率的育种方式属于诱变育种，由于基因突变能够产生新基因、新性状，所以有可能大幅度改良某些性状。
答案：(1)基因突变 (2)DNA分子
(3)突变是不定向的
(4)诱变 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状
13．普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。某实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答：
(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。
(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是________________________________________________________________________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。
(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。
答案：(1)自交 2/3 (2)Ⅱ (3)C 基因突变频率低且不定向 (4)用秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍 100% (5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是由环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起；否则，矮秆性状是基因突变的结果。
14．某育种学家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦(控制麦穗大与小的基因分别用D、d表示，控制不抗病与抗病的基因分别用T、t表示)自花传粉后获得160粒种子，这些种子发育成的小麦中有30株为大穗抗病，有x(x≠0)株为小穗抗病，其余都不抗病。分析回答下列问题：
(1)30株大穗抗病小麦的基因型为________________，其中从理论上推测能稳定遗传的约为________株。
(2)上述育种方法是________。利用该株大穗不抗病小麦选育能稳定遗传的大穗抗病小麦经常采用的育种方法是________，其具体步骤是：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)采用________________方法可以鉴定出抗病植株。
解析：(1)根据题意，大穗不抗病的植株自花传粉后得到的后代有大穗抗病、小穗抗病和不抗病等植株，可以推知其基因型为DdTt。其子代中的大穗抗病的基因型为DDtt或Ddtt。在D_tt中，能稳定遗传的个体占1/3，约有10株。(2)单倍体育种中，先要采集花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，然后用一定浓度的秋水仙素溶液处理幼苗使其染色体数目加倍，待加倍后的植株成熟后，选大穗抗病的个体即可。(3)要想鉴定抗病植株，可以采用病原体侵染的方法。
答案：(1)DDtt或Ddtt 10 (2)杂交育种 单倍体育种
①采集该株小麦的花药(或花粉)进行离体培养获得单倍体幼苗 ②用一定浓度的秋水仙素溶液处理幼苗使其染色体数目加倍 ③选出大穗抗病个体 (3)病原体侵染
课件33张PPT。第2节 基因工程及其应用第六章 从杂交育种到基因工程第六章 从杂交育种到基因工程DNA重组技术基因分子2．操作工具
(1)
(2)限制性核酸内切酶核苷酸序列DNA连接酶脱氧核糖(3)运载体
①作用：将_____________导入受体细胞。
②外源基因⊙点拨 ①限制酶具有特异性，DNA连接酶能连接任意两个DNA片断，不具有特异性。
②运载体与细胞膜中的载体不同。运载体是DNA分子，而膜载体是蛋白质。噬菌体环状DNA3．基因工程的步骤
(1)提取目的基因；
(2)目的基因与_____________结合；
(3)将目的基因导入_____________；
(4)目的基因的_____________。
二、基因工程的应用及安全性(阅读教材P104～P106)
1．基因工程与作物育种
(1)目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种_____________的作物新品种。
(2)实例：抗棉铃虫的________________。运载体受体细胞检测与鉴定抗逆性转基因抗虫棉2．基因工程与药物研制
(1)实例：用基因工程方法生产胰岛素。
(2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的______________，并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。
3．基因工程的安全性DNA分子重组严格控制大范围推广判断
(1)基因工程的原理是基因突变。( )
分析：基因工程的原理是基因重组。
(2)基因工程能够定向的改变生物的性状。( )
分析：基因工程可以向受体细胞中导入目的基因，让其表
达，定向地改变生物的性状。
(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。
( )
分析：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。×√×(4)基因工程中的运载体只有质粒。( )
分析：基因工程中常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物
病毒。
(5)只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达。( )
分析：目的基因进入受体细胞不一定能进行转录、翻译。
(6)转基因生物和转基因食品都是不安全的。( )
分析：对于转基因生物和转基因食品的安全性问题不能片面地一概而论。×××主题一 基因工程的操作工具??1．结合下图，探究以下问题：(1)①过程需要_____________酶，②过程需要
_____________酶。
(2)限制性核酸内切酶的作用特点是识别________________序列，并在_____________上切割DNA分子，形成2个
_____________末端。
(3)同种限制酶切割不同DNA分子后形成的黏性末端是可以通过__________________连接起来的，但是_____________和_____________之间的缺口要靠DNA连接酶进行连接。特定的核苷酸DNA连接特定的切点限制黏性碱基互补配对脱氧核糖磷酸2．结合下面大肠杆菌质粒的分子结构示意图分析：质粒存在于_____________________等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够_____________的很小的环状
_____________。上面的标记基因为_________________,其
作用为_______________________________的检测依据。同时还含有多个酶切位点，其作用是________________________。许多细菌以及酵母菌自主复制DNA分子抗生素抗性基因用于目的基因是否导入受体细胞便于质粒接入目的基因1．DNA连接酶与DNA聚合酶的比较连接DNA片段连接游离的脱氧核苷酸不需要模板需要模板连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键2.运载体应具备的条件：
(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——这是保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子代细胞的基础。
(2)有多个限制酶切点——这是运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。
(3)有标记基因——这是检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。1．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源
基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是( )
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点
C．外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造C解析：根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。2．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中
依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )
A．①②③④ B．①②④③
C．①④②③ D．①④③②C解析：限制性核酸内切酶用于切割DNA片段；而与之作用相反的是DNA连接酶，用于连接DNA片段；DNA聚 合 酶用 于DNA的复制过程，它需要模板；解旋酶会使DNA双链解旋而分开，它作用于碱基对之间的氢键。方法技巧
根据作用部位判断与DNA分子有关的酶
(1)断开氢键的酶：解旋酶。
(2)断开(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若结果生成若干DNA片段，可判定为限制酶；若生成其基本单位——核苷酸，可判定为DNA水解酶。
(3)生成(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若将两个DNA片段连接在一起，可判定为DNA连接酶；若作用于DNA复制的过程中，或将游离的脱氧核苷酸连接到DNA链上，可判定为DNA聚合酶。主题二 基因工程的操作步骤结合下图探究以下问题：1．图中①过程为_______________，采用直接分离的方法，目的基因是指人们所需要的_____________。
2．如图中②过程属于____________________________。
(1)从图中可以看出，提取目的基因B和切开质粒A所用的是_________________。
(2)DNA连接酶用于质粒A与目的基因B的结合过程，形成_____________分子C。
3．图中③过程属于__________________________，此过程不存在碱基互补配对。提取目的基因外源基因目的基因与运载体结合同一种限制酶重组DNA将目的基因导入受体细胞4．目的基因的检测与鉴定
(1)检测：根据标记基因或分子杂交技术检测_____________是否导入受体细胞。
(2)鉴定：受体细胞是否表现出_____________，如棉花抗虫性状的表现。目的基因特定性状小组讨论
(1)转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代都具有抗虫特性吗？
为什么？
提示：不一定。因为性状分离或变异，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。
(2)基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功
表达？
提示：因为不同的生物体共用一套遗传密码，控制合成相同的蛋白质。基因工程的基本操作程序
1．提取目的基因。
2．目的基因与运载体结合，如图：
3．将目的基因导入受体细胞。
4．目的基因的检测与鉴定。D解析：上述过程应用了基因工程技术，能定向 改造生物的遗传性状；在操作时要应用限制酶来获得目的基因，并用DNA连接酶使之与运载体结合；该过程的目的基因为表面抗 原蛋白基因和编码核心蛋白的基因；转基因生物的安全性还 存在争议。无法判断其安全性，应避免其扩散进入自然界。A解析：①是目的基因与运载体结合的过程，既需要限制酶和DNA连接酶，也需要载体质粒。[核心知识小结]
[网络构建]提取目的基因目的基因的检测与鉴定限制酶DNA连接酶基因重组[关键语句]
1．基因工程的原理是基因重组。
2．基因工程的操作工具有限制酶、DNA连接酶和运载体。
3．限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序
列，并在特定位点上切割DNA分子。
4．DNA连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组DNA分子。
5．常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
6．基因工程的四个步骤是：提取目的基因、目的基因与运
载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与
鉴定。本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
第2节 基因工程及其应用
[学习导航]
1．概述基因工程的原理和应用。 2.了解转基因生物和转基因食品的安全性。
一、基因工程的原理(阅读教材P102～P103)
1．含义
2．操作工具
(1)
(2)
(3)运载体
①作用：将外源基因导入受体细胞。
②
⊙点拨 ①限制酶具有特异性，DNA连接酶能连接任意两个DNA片断，不具有特异性。
②运载体与细胞膜中的载体不同。运载体是DNA分子，而膜载体是蛋白质。
3．基因工程的步骤
(1)提取目的基因；
(2)目的基因与运载体结合；
(3)将目的基因导入受体细胞；
(4)目的基因的检测与鉴定。
二、基因工程的应用及安全性(阅读教材P104～P106)
1．基因工程与作物育种
(1)目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。
(2)实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉。
2．基因工程与药物研制
(1)实例：用基因工程方法生产胰岛素。
(2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。
3．基因工程的安全性
判断
(1)基因工程的原理是基因突变。(×)
分析：基因工程的原理是基因重组。
(2)基因工程能够定向的改变生物的性状。(√)
分析：基因工程可以向受体细胞中导入目的基因，让其表达，定向地改变生物的性状。
(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列。(×)
分析：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。
(4)基因工程中的运载体只有质粒。(×)
分析：基因工程中常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒。
(5)只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达。(×)
分析：目的基因进入受体细胞不一定能进行转录、翻译。
(6)转基因生物和转基因食品都是不安全的。(×)
分析：对于转基因生物和转基因食品的安全性问题不能片面地一概而论。
主题一 基因工程的操作工具
1．结合下图，探究以下问题：
(1)①过程需要限制酶，②过程需要DNA连接酶。
(2)限制性核酸内切酶的作用特点是识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，形成2个黏性末端。
(3)同种限制酶切割不同DNA分子后形成的黏性末端是可以通过碱基互补配对连接起来的，但是脱氧核糖和磷酸之间的缺口要靠DNA连接酶进行连接。
2．结合下面大肠杆菌质粒的分子结构示意图分析：
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。上面的标记基因为抗生素抗性基因，其作用为用于目的基因是否导入受体细胞的检测依据。同时还含有多个酶切位点，其作用是便于质粒接入目的基因。
1．DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
比较项目
DNA连接酶
DNA聚合酶
不同点
作用对象
连接DNA片段
连接游离的脱氧核苷酸
作用条件
不需要模板
需要模板
相同点
作用部位
连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键
2.运载体应具备的条件：
(1)能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——这是保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子代细胞的基础。
(2)有多个限制酶切点——这是运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。
(3)有标记基因——这是检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。
1．如图所示为一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是( )
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点
C．外源基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
解析：选C。根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便检测目的基因是否导入受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。
2．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )
A．①②③④ B．①②④③
C．①④②③ D．①④③②
解析：选C。限制性核酸内切酶用于切割DNA片段；而与之作用相反的是DNA连接酶，用于连接DNA片段；DNA聚合酶用于DNA的复制过程，它需要模板；解旋酶会使DNA双链解旋而分开，它作用于碱基对之间的氢键。
方法技巧
根据作用部位判断与DNA分子有关的酶
(1)断开氢键的酶：解旋酶。
(2)断开(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若结果生成若干DNA片段，可判定为限制酶；若生成其基本单位——核苷酸，可判定为DNA水解酶。
(3)生成(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若将两个DNA片段连接在一起，可判定为DNA连接酶；若作用于DNA复制的过程中，或将游离的脱氧核苷酸连接到DNA链上，可判定为DNA聚合酶。
主题二 基因工程的操作步骤
结合下图探究以下问题：
1．图中①过程为提取目的基因，采用直接分离的方法，目的基因是指人们所需要的外源基因。
2．如图中②过程属于目的基因与运载体结合。
(1)从图中可以看出，提取目的基因B和切开质粒A所用的是同一种限制酶。
(2)DNA连接酶用于质粒A与目的基因B的结合过程，形成重组DNA分子C。
3．图中③过程属于将目的基因导入受体细胞，此过程不存在碱基互补配对。
4．目的基因的检测与鉴定
(1)检测：根据标记基因或分子杂交技术检测目的基因是否导入受体细胞。
(2)鉴定：受体细胞是否表现出特定性状，如棉花抗虫性状的表现。
小组讨论
?1?转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代都具有抗虫特性吗？为什么？
提示：不一定。因为性状分离或变异，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。,
?2?基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功表达？
提示：因为不同的生物体共用一套遗传密码，控制合成相同的蛋白质。
基因工程的基本操作程序
1．提取目的基因。
2．目的基因与运载体结合，如图：
3．将目的基因导入受体细胞。
4．目的基因的检测与鉴定。
3．由于乙肝病毒感染的宿主范围很窄，仅限于人和灵长类动物，因此无法用细胞培养的方法生产疫苗，但可用基因工程的方法进行生产，现已知乙肝病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列，生产示意图如下。下列相关说法不正确的是( )
乙肝病毒有关基因细菌大量生产疫苗
A．生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的
B．在①②过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C．用于生产疫苗的目的基因为编码核心蛋白的基因和表面抗原蛋白基因
D．这种转基因的细菌一定是安全的，不用担心其扩散到自然界
解析：选D。上述过程应用了基因工程技术，能定向改造生物的遗传性状；在操作时要应用限制酶来获得目的基因，并用DNA连接酶使之与运载体结合；该过程的目的基因为表面抗原蛋白基因和编码核心蛋白的基因；转基因生物的安全性还存在争议。无法判断其安全性，应避免其扩散进入自然界。
4．下图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程，相关叙述不正确的是( )
A．通过①过程形成重组质粒只需要两种工具
B．②是重组质粒导入受体细胞的过程
C．通过③过程产生的转基因牛的细胞中都含有人的生长激素基因
D．通过④⑤过程培育的抗虫棉需要检测抗虫效果
解析：选A。①是目的基因与运载体结合的过程，既需要限制酶和DNA连接酶，也需要载体质粒。
————————————[核心知识小结]————————————
[网络构建]
[关键语句]
1．基因工程的原理是基因重组。
2．基因工程的操作工具有限制酶、DNA连接酶和运载体。
3．限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。
4．DNA连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组DNA分子。
5．常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
6．基因工程的四个步骤是：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
[随堂检测]
知识点一 基因工程概念及操作工具
1．以下有关基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程是细胞水平上的生物工程
B．基因工程的产物对人类都是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变
D．基因工程育种的优点之一是目的性强
解析：选D。基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造(目的性强)和重新组合(基因重组)，然后导入受体细胞内进行复制，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物和新的生物类型，但并不是所有的基因工程产物对人类都是有益的。
2．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是( )
A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶
B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶
D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶
解析：选C。使碱基对内氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
3．(2015·长沙高一检测)下列有关基因工程中运载体的说法，正确的是( )
A．在进行基因工程的操作中，作为运载体的质粒都是天然质粒
B．所有的质粒都可以作为基因工程的运载体
C．质粒是一种独立于细菌拟核DNA外的链状DNA分子
D．作为运载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因
解析：选D。作为运载体的质粒，都是经过修饰的质粒；并不是所有质粒都能作为运载体，能作为运载体的质粒必须具备一定的条件；质粒是环状DNA分子。
知识点二 基因工程的操作过程
4．下列关于基因工程的叙述，错误的是( )
A．目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．运载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
解析：选D。基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才能有生物活性。运载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达，所以D错误。
5．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp(天冬氨酸)、Gly(甘氨酸)、Ser(丝氨酸)构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是( )
A．促使目的基因导入受体细胞
B．使目的基因容易被检测出来
C．促使目的基因在受体细胞内复制
D．使目的基因容易成功表达
解析：选B。该发光蛋白的作用是使目的基因容易被检测出来，从而确认目的基因是否已经成功导入受体细胞中。
6．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的白细胞中提取，产量很低。我国的科研人员成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。请据图回答下面的问题：
(1)图中①过程叫________________________________________________________________________。
(2)图中②物质的化学本质是________________________________________________________________________，
它作为运载体，必须具备的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出任意两点)。
(3)该过程中，供体细胞是________________，受体细胞是________(填字母)，重组DNA分子是________(填序号)，在形成③的过程中需要________________________________________________________________________。
答案：(1)提取目的基因
(2)双链环状DNA分子(或DNA分子) 具有一个或多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，有特殊的标记基因等
(3)人的体细胞 b ③ 限制酶和DNA连接酶
[课时作业]
1．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是( )
A．定向提取生物体的DNA分子
B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C．定向地改造生物的遗传性状
D．在生物体外对DNA分子进行改造
解析：选C。根据基因工程的概念可知，实施该工程的最终目的是定向地改造生物的遗传性状。
2．DNA整合到细胞染色体上的过程，属于( )
A．基因突变 B．基因重组
C．基因分离 D．染色体变异
解析：选B。基因是有遗传效应的DNA片段，染色体由DNA和蛋白质组成，DNA整合到细胞染色体上，实现了DNA上的基因与细胞内染色体DNA上基因的重组，因此属于基因重组。
3．基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段时，需使用( )
A．同种限制酶 B．两种限制酶
C．同种DNA连接酶 D．两种DNA连接酶
解析：选A。用同种限制酶切割运载体和含有目的基因的DNA片段，可以使两者产生相同的黏性末端，可通过互补碱基的配对结合起来，再用DNA连接酶使两条链上的缺口结合，就形成一个完整的重组DNA。
4．结合下图判断，有关基因工程中工具酶的功能的叙述，正确的是( )
A．切断a处的酶简称内切酶，被称为基因的“剪刀”
B．连接a处的酶为DNA聚合酶，被称为基因的“针线”
C．RNA聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列与DNA分子结合
D．DNA连接酶的作用点是b处
解析：选C。切断a处的是被称为基因的“剪刀”的限制性核酸内切酶，应简称为限制酶而不是内切酶，A项错误；连接a处的被称为基因的“针线”的是DNA连接酶，不是DNA聚合酶，B项错误；b处为碱基对内的氢键，切断b处的是解旋酶，但b处的连接是通过碱基互补配对实现的，DNA连接酶的作用点是a处而非b处，D项错误。
5．(2015·济南高一检测)在下列基因操作的四个基本步骤中，不需要进行碱基互补配对的步骤是( )
A．人工合成目的基因
B．将目的基因导入受体细胞
C．目的基因与运载体结合
D．目的基因的检测与鉴定
解析：选B。用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要借助于细胞膜的流动性，此过程中不需要碱基互补配对。
6．上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍。以下与此有关的叙述中，正确的是( )
A．“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物
B．“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
C．只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的
D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不合成人白蛋白
解析：选D。转基因动物的受体细胞一般是受精卵，所以含有转基因的受精卵在形成个体时，所有细胞都会含有转入的基因；但在机体发育过程中，基因要进行选择性表达。
7．下列关于基因工程的叙述，不正确的是( )
A．基因工程常以抗生素抗性基因作为目的基因
B．DNA连接酶和限制酶是构建重组质粒必需的工具酶
C．通常用同一种限制酶处理含有目的基因的DNA和运载体DNA
D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时可以以受精卵或体细胞作为受体
解析：选A。基因工程中抗生素抗性基因一般作为标记基因；在一般情况下用同一种限制酶剪切目的基因和运载体，切出相同的黏性末端有利于碱基互补配对；导入抗除草剂基因时常以受精卵作为受体，但由于植物体细胞的全能性较高，所以也可以用体细胞作为受体。
8．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( )
A．大肠杆菌 B．酵母菌
C．T4噬菌体 D．质粒DNA
解析：选B。人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，故受体细胞内应有内质网和高尔基体，题干中只有酵母菌符合此条件。
9．下列关于基因工程技术的叙述，不正确的是( )
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B．某限制酶能识别GAATTC序列并在G和A之间切开利用了酶的专一性
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．成功将抗虫基因导入棉花后产生的变异属于基因重组
解析：选A。重组DNA技术所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，运载体不是工具酶。
10．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )
A．用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析：选A。构建重组DNA分子时，需用同种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞(若是植物细胞，则可导入其原生质体)，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。
11．你认为支持基因工程技术的理论有( )
①遗传密码的通用性 ②不同基因可独立表达 ③不同基因表达可互相影响 ④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制
A．①②④ B．②③④
C．①③ D．①④
解析：选A。转基因之所以在不同种生物间可以进行是因为：遗传密码的通用性——同一基因在不同生物中表达产生的蛋白质(或性状)相同；不同基因表达的独立性——在不同生物中基因的表达不受其他基因的影响；DNA自我复制的严格性——从而保证遗传的稳定性。
12．抗逆转基因作物的培育与推广带来的巨大社会效益是( )
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
②减少化学农药对环境的污染和对人畜的危害 ③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境保护 ④使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
解析：选B。抗逆转基因作物体内含有抵抗不良环境条件的基因，如抗病毒、抗虫、抗盐碱、抗除草剂、抗低温等基因，但抗逆转基因作物的生长仍然需要从土壤中吸收必需的无机盐成分，缺少了必需的无机盐成分，任何作物都不能正常生长发育，所以不能减少化肥的制造和使用量。
13．中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答：
(1)抗病毒烟草的培育应用了____________技术。
(2)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了________________。
(3)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响该基因的表达，从基因功能角度考虑，说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)基因工程
(2)抗病毒干扰素
(3)基因是遗传物质的基本单位
14．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图所示：
(1)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是
________________________________________________________________________。
(2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，将出现不抗虫的植株，此现象来源于__________。
(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种，具有目的性强和________________等突出的优点。
(4)有人担心种植上述转基因抗虫棉，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”，请提出你的解决方法：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由题图可知，目的基因是苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因，与Ti质粒重组后，利用农杆菌导入植物细胞产生了抗虫棉植株。这种育种方式能克服远缘杂交不亲和性，可用DNA分子杂交技术检测目的基因是否整合到受体细胞染色体上。
答案：(1)DNA分子杂交技术
(2)基因突变
(3)克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限)
(4)将目的基因导入叶绿体或线粒体基因组中
15．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题：
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中需要的酶是____________________。
(2)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是________________________________，人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是________________________________________________________________________。
(3)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)剪切获取目的基因的酶是限制性核酸内切酶，将不同的DNA片段连接起来的酶是DNA连接酶。(2)不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用病毒。(3)基因的表达是指基因通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。(4)为开放性问题，理由与观点相对应即可。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(2)具有相同的物质基础和结构基础 细菌质粒或病毒
(3)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质
(4)安全。因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变(或不安全。因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分发生一定的改变)
[随堂检测]
知识点一 基因工程概念及操作工具
1．以下有关基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程是细胞水平上的生物工程
B．基因工程的产物对人类都是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变
D．基因工程育种的优点之一是目的性强
解析：选D。基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造(目的性强)和重新组合(基因重组)，然后导入受体细胞内进行复制，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物和新的生物类型，但并不是所有的基因工程产物对人类都是有益的。
2．下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是( )
A．DNA连接酶、限制酶、解旋酶
B．限制酶、解旋酶、DNA连接酶
C．解旋酶、限制酶、DNA连接酶
D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶
解析：选C。使碱基对内氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
3．(2015·长沙高一检测)下列有关基因工程中运载体的说法，正确的是( )
A．在进行基因工程的操作中，作为运载体的质粒都是天然质粒
B．所有的质粒都可以作为基因工程的运载体
C．质粒是一种独立于细菌拟核DNA外的链状DNA分子
D．作为运载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA分子进行鉴定和选择的标记基因
解析：选D。作为运载体的质粒，都是经过修饰的质粒；并不是所有质粒都能作为运载体，能作为运载体的质粒必须具备一定的条件；质粒是环状DNA分子。
知识点二 基因工程的操作过程
4．下列关于基因工程的叙述，错误的是( )
A．目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．运载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
解析：选D。基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才能有生物活性。运载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达，所以D错误。
5．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp(天冬氨酸)、Gly(甘氨酸)、Ser(丝氨酸)构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是( )
A．促使目的基因导入受体细胞
B．使目的基因容易被检测出来
C．促使目的基因在受体细胞内复制
D．使目的基因容易成功表达
解析：选B。该发光蛋白的作用是使目的基因容易被检测出来，从而确认目的基因是否已经成功导入受体细胞中。
6．干扰素是一种糖蛋白，过去从人的白细胞中提取，产量很低。我国的科研人员成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。请据图回答下面的问题：
(1)图中①过程叫________________________________________________________________________。
(2)图中②物质的化学本质是________________________________________________________________________，
它作为运载体，必须具备的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出任意两点)。
(3)该过程中，供体细胞是________________，受体细胞是________(填字母)，重组DNA分子是________(填序号)，在形成③的过程中需要________________________________________________________________________。
答案：(1)提取目的基因
(2)双链环状DNA分子(或DNA分子) 具有一个或多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，有特殊的标记基因等
(3)人的体细胞 b ③ 限制酶和DNA连接酶
[课时作业]
1．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是( )
A．定向提取生物体的DNA分子
B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C．定向地改造生物的遗传性状
D．在生物体外对DNA分子进行改造
解析：选C。根据基因工程的概念可知，实施该工程的最终目的是定向地改造生物的遗传性状。
2．DNA整合到细胞染色体上的过程，属于( )
A．基因突变 B．基因重组
C．基因分离 D．染色体变异
解析：选B。基因是有遗传效应的DNA片段，染色体由DNA和蛋白质组成，DNA整合到细胞染色体上，实现了DNA上的基因与细胞内染色体DNA上基因的重组，因此属于基因重组。
3．基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段时，需使用( )
A．同种限制酶 B．两种限制酶
C．同种DNA连接酶 D．两种DNA连接酶
解析：选A。用同种限制酶切割运载体和含有目的基因的DNA片段，可以使两者产生相同的黏性末端，可通过互补碱基的配对结合起来，再用DNA连接酶使两条链上的缺口结合，就形成一个完整的重组DNA。
4．结合下图判断，有关基因工程中工具酶的功能的叙述，正确的是( )
A．切断a处的酶简称内切酶，被称为基因的“剪刀”
B．连接a处的酶为DNA聚合酶，被称为基因的“针线”
C．RNA聚合酶可通过识别基因中的特定碱基序列与DNA分子结合
D．DNA连接酶的作用点是b处
解析：选C。切断a处的是被称为基因的“剪刀”的限制性核酸内切酶，应简称为限制酶而不是内切酶，A项错误；连接a处的被称为基因的“针线”的是DNA连接酶，不是DNA聚合酶，B项错误；b处为碱基对内的氢键，切断b处的是解旋酶，但b处的连接是通过碱基互补配对实现的，DNA连接酶的作用点是a处而非b处，D项错误。
5．(2015·济南高一检测)在下列基因操作的四个基本步骤中，不需要进行碱基互补配对的步骤是( )
A．人工合成目的基因
B．将目的基因导入受体细胞
C．目的基因与运载体结合
D．目的基因的检测与鉴定
解析：选B。用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要借助于细胞膜的流动性，此过程中不需要碱基互补配对。
6．上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍。以下与此有关的叙述中，正确的是( )
A．“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物
B．“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
C．只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的
D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不合成人白蛋白
解析：选D。转基因动物的受体细胞一般是受精卵，所以含有转基因的受精卵在形成个体时，所有细胞都会含有转入的基因；但在机体发育过程中，基因要进行选择性表达。
7．下列关于基因工程的叙述，不正确的是( )
A．基因工程常以抗生素抗性基因作为目的基因
B．DNA连接酶和限制酶是构建重组质粒必需的工具酶
C．通常用同一种限制酶处理含有目的基因的DNA和运载体DNA
D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时可以以受精卵或体细胞作为受体
解析：选A。基因工程中抗生素抗性基因一般作为标记基因；在一般情况下用同一种限制酶剪切目的基因和运载体，切出相同的黏性末端有利于碱基互补配对；导入抗除草剂基因时常以受精卵作为受体，但由于植物体细胞的全能性较高，所以也可以用体细胞作为受体。
8．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是( )
A．大肠杆菌 B．酵母菌
C．T4噬菌体 D．质粒DNA
解析：选B。人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，故受体细胞内应有内质网和高尔基体，题干中只有酵母菌符合此条件。
9．下列关于基因工程技术的叙述，不正确的是( )
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B．某限制酶能识别GAATTC序列并在G和A之间切开利用了酶的专一性
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．成功将抗虫基因导入棉花后产生的变异属于基因重组
解析：选A。重组DNA技术所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，运载体不是工具酶。
10．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )
A．用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析：选A。构建重组DNA分子时，需用同种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞(若是植物细胞，则可导入其原生质体)，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。
11．你认为支持基因工程技术的理论有( )
①遗传密码的通用性 ②不同基因可独立表达 ③不同基因表达可互相影响 ④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制
A．①②④ B．②③④
C．①③ D．①④
解析：选A。转基因之所以在不同种生物间可以进行是因为：遗传密码的通用性——同一基因在不同生物中表达产生的蛋白质(或性状)相同；不同基因表达的独立性——在不同生物中基因的表达不受其他基因的影响；DNA自我复制的严格性——从而保证遗传的稳定性。
12．抗逆转基因作物的培育与推广带来的巨大社会效益是( )
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
②减少化学农药对环境的污染和对人畜的危害 ③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境保护 ④使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
解析：选B。抗逆转基因作物体内含有抵抗不良环境条件的基因，如抗病毒、抗虫、抗盐碱、抗除草剂、抗低温等基因，但抗逆转基因作物的生长仍然需要从土壤中吸收必需的无机盐成分，缺少了必需的无机盐成分，任何作物都不能正常生长发育，所以不能减少化肥的制造和使用量。
13．中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答：
(1)抗病毒烟草的培育应用了____________技术。
(2)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了________________。
(3)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响该基因的表达，从基因功能角度考虑，说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)基因工程
(2)抗病毒干扰素
(3)基因是遗传物质的基本单位
14．科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如图所示：
(1)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是
________________________________________________________________________。
(2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，将出现不抗虫的植株，此现象来源于__________。
(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种，具有目的性强和________________等突出的优点。
(4)有人担心种植上述转基因抗虫棉，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”，请提出你的解决方法：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由题图可知，目的基因是苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因，与Ti质粒重组后，利用农杆菌导入植物细胞产生了抗虫棉植株。这种育种方式能克服远缘杂交不亲和性，可用DNA分子杂交技术检测目的基因是否整合到受体细胞染色体上。
答案：(1)DNA分子杂交技术
(2)基因突变
(3)克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限)
(4)将目的基因导入叶绿体或线粒体基因组中
15．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题：
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊染色体中需要的酶是____________________。
(2)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是________________________________，人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是________________________________________________________________________。
(3)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)剪切获取目的基因的酶是限制性核酸内切酶，将不同的DNA片段连接起来的酶是DNA连接酶。(2)不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用病毒。(3)基因的表达是指基因通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。(4)为开放性问题，理由与观点相对应即可。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(2)具有相同的物质基础和结构基础 细菌质粒或病毒
(3)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质
(4)安全。因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变(或不安全。因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分发生一定的改变)
